受控源VCVS、VCCS、CCVS、CCCS的實驗研究
一、實驗目的
1.進一步熟悉實驗臺的布局及直流電壓源、直流電壓表電流表的使用方法。
2.通過測試受控源的外特性及其轉移參數,進一步理解受控源的物理概念,加深對受控源的認識和理解。???
3.進一步學會用電流插頭、插座測量各支路電流。
二、實驗原理
1.受控源是四端器件, 或稱為雙口元件。它有一對輸入端(U1、I1)和一對輸出端(U2、I2)。輸入端可以控制輸出端電壓或電流的大小。施加于輸入端的控制量可以是電壓或電流,因而有兩種受控電壓源(即電壓控制電壓源VCVS和電流控制電壓源CCVS)和兩種受控電流源(即電壓控制電流源VCCS和電流控制電流源CCCS)。
2.當受控源的輸出電壓(或電流)與控制支路的電壓(或電流)成正比變化時,則稱該受控源是線性的。
3.受控源的控制端與受控端的關系式稱為轉移函數。四種受控源的轉移函數參量的定義如下:
(1) 壓控電壓源(VCVS):U2=f(U1),μ=U2/U1? 稱為轉移電??? 壓比(或電壓增益)。
(2) 壓控電流源(VCCS):I2=f(U1),gm=I2/U1 稱為轉移電導。
(3) 流控電壓源(CCVS):U2=f(I1),rm=U2/I1 稱為轉移電阻。
(4) 流控電流源(CCCS):I2=f(I1),α=I2/I1? 稱為轉移電流比(或電流增益)。
三、實驗電路
四、實驗儀器
序號?名??? 稱?型號與規格?數量?備? 注
1?直流穩壓電源?0-30V可調?1?DG04
2?可調直流恒流源?0-500mA?1?DG04
3?直流數字毫安表?0-200mV?1?D31
4?直流數字電壓表?0-200V?1?D31
5?可調電阻箱?0-99999.9Ω?1?DG05
6?實驗線路??1?DG04
五、實驗內容
1.測量受控源VCVS的轉移特性U2=f(U1)及負載特性U2=f(IL) ,實驗線路如圖(a)
(1) 不接電流表,固定RL=2KΩ,調節穩壓電源輸出電壓U1,測量U1及相應的U2值,記入表4-1
??? 在方格紙上繪出電壓轉移特性曲線U2=f(U1), 并在其線性部分求出轉移電壓比μ。
U1(v)?0?1?2?3?4?5?6?8?9??μ
U2(v)???????????
(2) 接入電流表,保持U1=2V,調節RL可變電阻箱的阻值,測U2及IL,繪制負載特性曲線U2=f(IL)。記入表4-2
表4-2
RL(Ω) ?50?70?100?200?300?400?500?∞ ?
U2(v)?????????
IL(mA)?
2. 測量受控源VCCS的轉移特性 IL=f(U1)及負載特性IL=f(U2),實驗線路如圖(b)。
(1) 固定RL=2KΩ,調節穩壓電源的輸出電壓U1,測出相應的IL值,繪制IL=f(U1)曲線,并由其線性部分求出轉移電導gm。記入表4-3
表4-3
U1(v)?0.1?0.5?1.0?2.0?3.0?3.5?3.7?4.0??gm
IL(mA)??????????
2) 保持U1=2V,令RL從大到小變化,測出相應的IL及U2,繪制IL=f(U2)曲線。記入表4-4
表4-4
RL(Ω) ?50?20?10?8?7?6?5?4 ?2?1?
U2(v)???????????
IL(mA)???????????
3. 測量受控源CCVS的轉移特性 U2=f(I1)與負載特性U2=f(IL) ,實驗線路如圖(c)。
(1) 固定RL=2KΩ,調節恒流源的輸出電流Is,按下表所列Is值,測出U2,繪制U2=f(I1)曲線,并由其線性部分求出轉移電阻rm。記入表4-5
表4-5
I1(mA)?0.1?1.0?3.0?5.0?7.0?8.0?9.0?9.5?rm
U2(v)??????????2) 保持Is=2mA,按下表所列RL值,測出U2及IL, 繪制負載特性曲線U2=f(IL)。記入表4-6
?
表4-6
RL(KΩ)?0.5?1?2?4?6?8?10
U2(v)???????
IL(mA)??
4. 測量受控源CCCS的轉移特性 IL=f(I1)及負載特性IL=f (U2),實驗線路如圖(d)。
(1)參見3(1)測出IL,繪制IL=f(I1)曲線,并由其線性部分求出轉移電流比α。記入表4-7
表4-7
?
I1(mA)?0.1?0.2?0.5?1?1.5?2?2.2?α
IL(mA)????????
(2)保持Is=1mA,令RL為下表所列值,測出IL, 繪制IL=f(U2)曲線。記入表4-8
表4-8
RL(KΩ)?0?0.1?0.5?1?2?5?10?20?30?80
IL(mA)??????????
U2(v)???????????
六、實驗注意事項
1. 每次組裝線路,必須事先斷開供電電源,但不必關閉電源總開關。
2. 用恒流源供電的實驗中,不要使恒流源的負載開路。
七、實驗報告要求
1.實驗目的;?????????? 2.實驗原理;?????
3.實驗儀器;?????????? 4.實驗電路;????
5.實驗內容及實驗步驟、實驗數據;
6.用實驗結果驗證理論的正確性:
? 1)根據實驗數據, 在方格紙上分別繪出四種受控源的轉移特性和負載特性曲線,并求出相應的轉移參量。
? 2)對實驗的結果作出合理的分析和結論, 總結對四種受控源的認識和理解。
7.實驗心得體會及其他。
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